Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
Mục lục
1
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
Câu 1: Những hạn chế của hệ thống điện thanh
- nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống điện thanh là tạo ra cho người nghe một cảm giác khi nghe ở
trong trường âm thanh của nguồn âm thực.
- đối với hệ thống điện thanh ở mức độ nào đó âm thanh tạo lại không hoàn toàn giống hạn chế
đó do 1 số nguyên nhân sau:
+ phá vỡ và làm mất cảm giác về không gian của nguồn âm
+ một nguồn âm thanh bất kì luôn có tính không gian của 3 chiều gọi là tính lập thể của âm
thanh
+ khi nguồn âm di chuyển trong không gian người nghe có thể định vị được nguồn âm đã qua
hệ thống điện thanh, khả năng đó có thể xảy ra
+ các hệ thống điện thanh thường tạo ra những tín hiệu chỉ mang thông tin về sự thay đổi biên
độ tần số và pha của tín hiệu. Chứ hoàn toàn không có thông tin nào về không gian và vị trí của
nguồn âm ban đầu , toàn bộ âm thanh đều phát ra từ 1 điểm duy nhất. Như vậy đã vô tình thu
hẹp không gian truyền nguồng âm thanh thành 1 điểm ở trong hệ thống âm thanh và có kèm
theo ảnh động như điện ảnh, video thì hiện tượng bất trung thực tăng lên và làm giảm chất
lượng âm thanh 1 cách nghiêm trọng , để khắc phục nhược điểm nà người ta sử dụng hệ thống
âm thanh lập thể Studio.
→ thu hẹp dải động dải động
Dải động cực đại của nguồn âm thực vào khoảng 80dB hiện nay không thể chuyển đổi 1 hệ dải
động lớn vì giới hạn dưới bị hạn chế bởi các loại nhiễu và tạp âm trong kênh truyền âm, bất kì
nơi đặt nguồn âm nào đều tồn tại mức tạp âm nội bộ ( kí hiệu là N tạp âm ) để lấn át những tín
hiệu tạp âm đó thì mức tín hiệu hữu ích phải luôn luôn > 1 lượng là Nn ( Nn thấp nhất= 20dB)
- khi đó dải động tổng cộng của 1 kênh là:
D = D
thực
+ N
t â
+ Nn
= 80 + 30 + 20 = 130dB
Không có 1 kênh truyền nào truyền đi 1 dải động lớn, vì vậy phải thu hẹp dải động của tín hiệu
xuống khoảng 40÷50 dB . Việc thu hẹp này ảnh hưởng đến độ trung thực của tín hiệu, vì vậy để
nâng cao chất lượng của hệ thống điện thanh người ta dùng phương pháp nén tạp âm.
* nhiễu:
Tín hiệu điện thanh truyền đi trong tất cả hệ thống thông tin nào cũng bị tác động bởi nhiều loại
nhiễu như:
2
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
+ nhiễu của các linh kiện điện tử, trong các kênh thông tin, nhiễu do nguồn điện để nuôi hệ
thống, nhiễu do môi trường xung quanh.
* các loại méo khác
- tất cả sự sai khác về hình dạng giữa nguồn tín hiệu ban đầu và tín hiệu sau khi tạo lại đều gọi
là méo tín hiệu. Ở đây ta chỉ so sánh tín hiệu điện giữa đầu vào và đầu ra của kênh truyền tin
tức là đánh giá khách quan chứ không đề cập đến cảm giác chủ quan.
- các loại méo chủ yếu do các thiết bị điện tử gây ra là méo tần số và méo pha tức là méo tuyến
tính và méo phi tuyến.
- méo tuyến tính là dạng méo tín hiệu do phần tử tuyến tính ở trong hệ thống gây ra. Méo tuyến
tính không làm xuất hiện những tần số lạ không có mặt ở trong thành phần tần số của tín hiệu
nối vào, đặc trưng cảu méo tuyến tính là hệ số KĐ thay đổi theo tần số vì trong mạch điện gồm
có các điện trở và điện kháng lên hệ số cực đại là đại lượng phức do đó méo tuyến tính bao gồm
méo tần số và méo pha.
+ Méo tần số: biểu hiện ở độ lớn của hệ số khuếch đại phụ thuộc vào tần số và gọi là đặc tuyến
tần số, ở trong thực nghệm cho thấy rằng méo tần số xảy ra ở tần số thấp và tần số cao, méo tần
số tạo ra cảm giác về sự thay đổi âm sắc.
+ Méo pha: đặc trưng cho sự thay đổi góc lệch pha giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra theo tần số
nó sẽ làm thay đổi dạng của tín hiệu nhưng sự thay đổi về pha, thính giác của con người khó
phát hiện lên nhiều khi người ta bỏ qua.
+ méo phi tuyến: do các phần tử phi tuyến trong sơ đồ gây ra, nó biểu hiện ở chỗ sai khác về
dạng tín hiệu giữa đầu vào và đầu ra, nhưng méo phi tuyến làm xuất hiện các hài bậc cao của
tín hiệu. Giả sử tín hiệu đưa vào có tần số ω, tín hiệu đưa ra nω ( n = 0,2,2,3….) thì hệ số méo
phi tuyến ( γ )
γ = %
Câu 2: trình bày nguyên tắc hoạt động của hệ biến đổi điện động và hệ biến
đổi tĩnh điện?
3
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
* nguyên tắc hoạt động của hệ biến đổi điện động
- Được mô tả như hình sau:
Cho 1 dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn dây m n đặt trong từ trường của nam châm vĩnh cửu
sẽ gây ra 1 lực tương tác làm dây dẫn dịch chuyển vuông góc với đường sức của từ trường. Nếu
từ cảm của nam châm là B, chiều dài dây dẫn là l thì lực tác dụng là: F = B.l.i ( 1 )
- trên cơ sở của ( 1 ) người ta có thể thiết kế được loa điện động, ngược lại nếu dây dẫn m n
dịch chuyển vuông góc với đường sức của từ trường với tốc độ là v.
Thì trên 2 đầu cuộn dây sẽ sinh ra 1 suất điện động cảm ứng: E = B.l.v ( 2 )
Từ biểu thức (1),(2) ta suy ra biểu thức ghép:
M = = = B.l
Qua biểu thức ta thấy hệ số ghép cơ điện tỉ lệ với cuộn cảm β và chiều dài cuộn dây l .
* nguyên tắc hoạt động của hệ biến đổi tĩnh điện
- dạng đơn giản nhất của hệ biến đổi này có thể coi như một tụ điện gồm 1 phiến cố định và 1
phiến có thể di động được, sơ đồ của bộ biến đổi như sau:
U
0
là nguồn điện áp phân cực 1 chiều đặt vào 2 phiến của tụ điện, R là trở tải.
a là khoảng cách giữa 2 phiến của tụ điện.
S là diện tích của phiến, lực tĩnh điện giữa 2 phiến của tụ điện được xác định theo biểu thức:
F =
= ( 3 )
Với R
m
=
4
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
ε
0
là hằng số điện môi
F =
+
+
U
2
~ << U
0
và gây ra méo phi tuyến vì vậy ta chỉ xét thành phần biến thiên phí tuyến theo âm
tần
F =
( 4 )
i = =
X
c
= với C
0
=
→ U~ = ( 5 )
→ F~ = ( 6 )
Biểu thức ( 6 ) là cơ sở để chế tạo loa tĩnh điện.
- cho 1 tín hiệu âm tần vào sẽ có lực xoay chiều tác động, gắn màn loa tuyến tính→được cơ cấu
loa tĩnh điện. Ngược lại dưới tác động của sóng âm thanh phiến động của tụ điện dịch chuyển
theo tín hiệu âm thanh.
X = X
m
.e
j.
ω
.t
khi đó điện dung xoay chiều biến đổi
C~ = ; = ( 7 )
- nếu trên 2 phiến của tụ điện ta đặt điện áp phân cực 1 chiều có giá trị U
0
thì sự thay đổi của
điện dung sẽ dẫn đến sự thay đổi điện tích Q = C.U→tạo ra 1 dòng điện xoa chiều
i = =
thay giá trị của C ta thấy x << a ; i = ( 8 )
như vậy: hệ biến đổi tĩnh điện có thể coi như máy phát dòng với trở nội
và sức điện động E = từ các công thức trên → biến đổi điện cơ tĩnh điện:
M = = = ( 9 )
Hệ số ghép cơ điện tỉ lệ thuận với điện áp phân cực U
0
, tỉ lệ nghịch với khoảng a và tần số ω.
Câu 3: trình bày các loại Micro, các loại loa và nguyên tắc hoạt động
I ) micro
Căn cứ vào đặc tính hướng và kết cấu Micro người ta phân thành 3 loại Micro đó là:
- Micro thu thanh áp: nếu Micro có kết cấu sao cho sóng âm chỉ tác động vào diện tích di động
ở phía trước còn phía sau hoàn toàn bị ngăn lại. Nghĩa là là lực F
2
= 0 và S
2
= 0. Micro như vậy
gọi là Micro thu thanh áp, loại Micro có đặc tuyến hướng hình tròn.
- Micro thu gradient thanh áp: nếu Micro có kết cấu sao cho lực tác động lên hệ di động được
xác định bởi hiệu điện áp của mặt trước và mặt sau. Gọi là Micro thanh áp.
5
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- Micro thu phức hợp: Micro thu phức hợp có kết cấu kết hợp cả 2 loại trên nghĩa là 1 mặt
không phụ thuộc góc tới của sóng âm, 1 mặt phụ thuộc vào cosθ của góc tới. Như vậy đối với
loại Micro này đặc điểm hướng có thể thay đổi tùy thuộc vào hệ di động của Micro.
- Đặc tuyến hướng:
* Micro điện động:
- làm việc trên nguyên tắc của hệ biến đổi điện động, tùy thuộc vào kết cấu micro có thể có cả
3 dạng: đó là thu thanh áp, thu gradient thanh áp, thu phức hợp. Hình sau là sơ đồ cấu tạo của
micro thanh áp
- Hệ từ của micro gồm 1 nam châm vĩnh cửu hình trụ có mặt tích ở trên và ở dưới cùng với lõi
sắt non tạo thành 1 khe hở hẹp có từ trường không đổi. Hệ dao động của micro gồm 1 màng
rung được gắn chặt với cuộn dây âm tần có khối lượng tổng cộng là m. Đồng thời được nối với
mặt tích trên bởi lớp viền C. Khi âm thanh tác động trước màng micro làm cho màng micro
rung động kéo theo nguồn âm tần rung động, trên 2 đầu cuộn âm tần sẽ suất hiện 1 sức điện
6
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
động cảm ứng biến thiên theo quy luật của tín hiệu âm tần, ở trong lõi sắt non người ta làm
nhiều khe thoát không khí để khi màng micro bị nén không khí có thể thoát đi để tránh tạp âm
trên mặt của khối sắt non, các lỗ thoát không khí người ta dán giấy hút ẩm, mặt tích ở phía dưới
bị bịt kín lỗ không khí m
1
+ cấu trúc của micro thu phức hợp giống cấu trúc của micro thu thanh áp nhưng khe m
1
không
bị bịt kín.
- micro này có kết cấu sao cho lực tác động từ phía trường âm thanh được cộng bởi 2 lực, 1 lực
không phụ thuộc vào góc tới của sóng âm và 1 lực tỉ lệ với cosθ, θ là góc giữa sóng âm với
hướng trục.
* micro điện dung
- về kết cấu micro điện dung có thể thu thanh áp hay gradient thanh áp
- sơ đồ của micro điện dung:
- Phiến cố định của tụ được xẻ thành nhiều rãnh có tác dụng tăng thể tích không khí giữa phiến
tĩnh và phiến động.
- phiến động có thể di chuyển 1 cách dễ dàng thường trên đó người ta mạ vàng hoặc mạ kim
loại quý.
- nguồn U
0
có tác dụng phân cực cho tụ điện khi có âm thanh tác động trước màng micro sẽ
làm cho điện dung của nó thay đổi như vậy xuất hiện 1 tín hiệu qua tụ điện C
1
đưa tới tầng KĐ
7
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
dùng TZT trường, tầng KĐ có điện trở rất lớn do đó có thể đáp ứng được yêu cầu tải lớn của
micro điện dung.
- loại micro điện dung thu gradient thanh áp có dạng sau:
- loại micro này gồm có phiến động nằm giữa 2 phần tĩnh, tín hiệu được lấy ra nằm giữa 2
phiến tĩnh do đó luôn luôn ngược pha nhau làm cho biên độ tín hiệu tăng lên.
* Micro áp điện
- phần chính của micro loại này được kết nối dưới dạng màng rung thông thường các phần tử áp
điện được song song.
- Sơ đồ cấu trúc của micro áp điện như sau:
- khi ta tác động âm thanh vào màng micro thì màng micro rung làm cho thanh áp điện bị biến
dạng và trên 2 đầu của nó xuất hiện 1 sức điện động tỉ lệ với âm thanh, đối với micro áp điện có
8
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
độ nhạy cảm khá cao thường có kích thước nhỏ, đặc tuyến tần số bằng phẳng trong 1 dải tần số
khá rộng do đó người ta thường dùng loại micro này làm micro trong đo lường.
II) Loa
- loa là một thiết bị biến đổi điện thanh nhằm biến đổi các tín hiệu điện thành âm thanh.
Loa được chia thành 3 loại: loa điện động bức xạ trực tiếp.
Loa nén.
Loa tĩnh điện.
* loa điện động bức xạ trực tiếp
- Sơ đồ điện động của loa điện động bức xạ trực tiếp:
- hiện nay loa điện động bức xạ trực tiếp hay bức xạ thẳng được sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ
thuật điện thanh. Gọi là bức xạ trức tiếp vì màng rung của loa bức xạ âm thanh trực tiếp ra môi
trường xung quanh. Ở trong sơ đồ trên màng rung (1) có dạng hình nón được chế tạo bởi màng
giấy ép dặc biệt phía ngoài màng rung được nối với viền mép ngoài (2), viền mép ngoài được
9
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
gắn chặt với giá đỡ (4), phần đáy nhỏ của màng rung được đậy kín bởi tấm chắn lồi (6), với
mục đích tăng bề mặt bức xạ âm thanh. Cuộn dây âm tần (3) được đặt giữa khe hở của mặt bích
trên (8) và khối sắt (7). Mặt bích dưới (9) tạo thành mạch từ thông khép kín do nam châm (10)
tạo ra. Đối với loa điện động bức xạ trực tiếp bức xạ tốt âm thanh ở vùng tần số trung bình va
vùng tần số thấp, đặc tính hướng và bức xạ ở tần số cao kém.
* loa nén
- Nhược điểm cơ bản của lao điện động bức xạ trực tiếp là hiệu xuất thấp đặc tuyến hướng kém
để khắc phục nhược điểm này người ta dùng lao nén, cơ sở lý thuyết của loa nén dựa trên quá
trình lan truyền sóng âm trong 1 ống dẫn âm có tiết diện thay đổi theo quy luật nhất định.
- sơ đồ loa nén:
- loa nén có khả năng định hướng tốt và ổn định trong 1 dải tần số rộng, hướng của loa cũng có
thể khống chế bằng cách ghép theo các kiểu khác nhau, điều đó đóng vai trò quan trọng trong
việc trang âm ngoài trời hay trong các hội trường lớn.
- về mặt cấu tạo loa nén chỉ khác loa điện động bức xạ trực tiếp ở chỗ là màng rung không bức
xạ trực tiếp năng lượng âm thanh ra môi trường mà qua 1 hoặc 1 số ống dẫn âm, về nguyên lý
phần màng rung hệ từ và cuộn dây âm tần giống loa điện động bức xạ trực tiếp, điều khác loa
điện động bình thường là, đây là 1 loa điện động đặt trong ống dẫn âm, âm thanh được đi qua
10
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
ống dẫn âm đi ra ngoài, ống dẫn âm có tiết diện tăng theo quy luật hàm mũ, ở hình trên màn
rung chính là màng ngăn D, màng rung gắn với cuộn âm tần khi màng loa dao động sóng âm
thanh trước tiên là qua kênh dẫn phụ K sau đó mới đến cửa vào của ống dẫn âm, sau đó mới
đến cửa vào của ống dẫn âm nắp đậy B để cân bằng pha của những dao động bức xạ từ các
điểm khác nhau trên mặt căng để lấy sóng âm thanh không bức xạ về phía sau. Dưới màng rung
được bố trí 1 lớp chất hút ẩm và đằng sau có nắp đậy kín n, loa nén có hiệu suất cao và bức xạ
tốt ở vùng có tần số cao của âm thanh.
* loa tĩnh điện
- loa tĩnh điện làm việc dựa trên nguyên lý của hệ thống biến đổi điện dung được mô tả như
hình sau:
- cấu tạo của loa tĩnh điện gồm 2 phiến màng giống như tụ điện, 1 phiến cố định và 1 phiến rất
mỏng có thể di chuyển dễ dàng mà không chạm vào phiến tĩnh. Ở đây ( 1 ) là phiến di động,
( 2 ) là phiến tĩnh, ( 3 ) là điện áp phân cực 1 chiều, ( 4 ) biến áp đảo pha
- 1 điện áp phân cực đặt vào 2 phiến của tụ điện do vậy khi có tín hiệu đặt vào sẽ tạo ra lực tĩnh
điện biến thiên theo quy luật của tín hiệu âm tần, điện trở mắc nối tiếp nguồn phân cực nhằm
hạn chế dòng của tín hiệu đi qua.
- trong các hệ thống âm thanh chất lượng cao người ta dùng loa tĩnh điện có kết cấu kép như
(hình b). Sơ đồ này loại trừ được sự phát sinh ra của các hài bậc 2→ giảm được méo phi tuyến
cho loa, phiến động được bố trí ở giữa 2 phiến tĩnh, 2 phiến cố định được cấp 1 điện áp có cùng
biên độ nhưng ngược pha nhau, từ nguồn thứ cấp của biến áp, loa tĩnh điện có ưu thế bức xạ âm
thanh ở tần số cao và thường có kích thước nhỏ nên thường được dùng làm tai nghe hoặc ghép
với các loa tần số thấp.
Câu 4 trình bày nguyên tắc ghi âm từ tính:
11
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- trong quá trình ghi mỗi phần tử cực nhỏ của băng từ chịu tác động của xung nhiễu từ đầu ghi
( hình trên ) là dòng từ thông biến thiên trong lõi sắt từ. Khi qua khe từ từ thông phân ra làm 3
nhánh từ thông ngắn mạch qua lớp không khí ngoài khe từ Φ
1
và từ thông ngắn mạch qua lớp
không khí trong mặt phẳng song song của khe từ Φ
2
và từ thông ngắn mạch qua lớp bột từ Φ
3
.
Trong 3 thành phần trên thì thành phần ngắn mạch qua lớp bột từ Φ
3
là lớn nhất vì có từ trở nhỏ
nhất và chính từ thông này là thành phần hữu ích để nhiễm từ dọc theo băng. Sau khi ra khỏi
đầu từ thì từ cảm giữa lại trên băng gọi là từ cảm dư có thể xác định bằng biểu thức:
B = B
m
sin .x ( 1 )
- nếu giả thiết hệ biến đổi là tuyến tính và không gây méo phi tuyến thì quy luật biến thiên của
mức nhiễm từ J
x
tuân theo quy luật của tín hiệu qau cuộn âm tần : J
x
= K.i(t) ( 2 ) .
Trong đó K là hệ số tỉ lệ và khi tốc độ của băng từ là không đổi thì:
J
x
= J
xm
sin 2π ( 3 )
J
xm
: là biên độ của mức nhiễu từ
- lớp bột từ cạnh nhau sẽ có hướng ngược nhau. Chiều dài của mỗi đoạn nhiễm từ = và gọi
là đoạn nửa bước sóng, tần số của tín hiệu ghi càng cao thì các đoạn càng ngắn thì từ cảm và
từ thông cũng giảm đi để méo và nâng cao chất lượng ghi qua cuộn dây đầu ghi ngoài dòng tín
hiệu còn có dòng từ hóa với nhiệm vụ dich điểm làm việc từ gốc tọa độ của đường cong nhiễm
12
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
từ, là đoạn có đặc tuyến cong nhất lên đoạn đặc tuyến tương đối thẳng.
- thường sử dụng 2 loại từ hóa là từ hóa 1 chiều và từ hóa siêu âm. Phương pháp ghi với dòng
từ hóa 1 chiều là qua cuộn dây đầu ghi ngoài dòng tín hiệu còn có 1 dòng 1 chiều chạy qua để
tạ ra từ trường hóa 1 chiều hoặc cũng có thể tạo ra bằng cách đặt 1 nam châm vĩnh cửu tại khe
hở từ đầu ghi.
- Phương pháp này có nhược điểm là khi không có tín hiệu thì mức tạp âm lớn do tính chất của
băng từ không đồng nhất tiếp xúc 1 đầu từ băng từ không cố định lên thành phần nhiễm từ 1
chiều sẽ thay đổi ngẫu nhiên và ghi lại trên băng từ khi tạo lại ở đầu đọc sẽ sinh ra tạp âm làm
thu hẹp dải động của tín hiệu cần ghi. Do những hạn chế đó phương pháp này hiện nay không
được sử dụng.
- Phương pháp ghi âm với dòng từ hóa siêu âm. Để giảm méo phi tuyến nâng cao độ nhạy và
mở rộng giải thông tất cả các máy ghi âm hiện nay đều dùng phương pháp ghi âm có dòng từ
hóa siêu âm, nếu qua cuộn dây đầu ghi có dòng âm tần và dòng siêu âm có tần số cao chạy qua
với 1 dòng tối ưu của siêu âm tín hiệu tạo lại hoàn toàn không bị méo.
- thông thường thì dòng siêu âm lớn hơn dòng tín hiệu vài lần: I
s â
= ( 2÷3 ) I
t h
13
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- tần số của tín hiệu bằng 4→5 lần tần số cực đại của tín hiệu âm tần cần ghi. Khi đồng thời tác
động cả trường âm tần và trường siêu thì trường từ hóa siêu âm như được điều chế bởi trường
tín hiệu âm tần, đường bao của tín hiệu siêu âm chính là tín hiệu âm tần, còn điểm làm việc
được dịch chuyển lên vùng tuyến tính của đặc tuyến từ đến khi tạo thành hài hay đọc băng, đầu
đọc chỉ ghi được giá trị trung bình của từ thông biến thiên tức là đường bao của trường siêu âm
còn trường siêu âm thì không ghi nhận được trên băng từ do đó tín hiệu âm tần không bị méo.
Câu 5: trình bày nguyên tắc hoạt động của bộ khuếch đại ghi
- khi có dòng tín hiệu chạy qua cuộn dây của đầu ghi thì trong lõi từ xuất hiện dòng từ thông và
có thể xác định theo công thức:
Φ =
- trong đó: k là hệ số tỉ lệ
W là số vòng dây trong đầu từ
I là dòng điện của tín hiệu âm tần
R
m
là tổng trở của đầu ghi
- qua biểu thức trên ta thấy rằng: từ thông tỉ lệ thuận với số vòng dây với cường độ dòng điện
và tỉ lệ nghịch với tổng trở của đầu từ. Không thể tăng từ thông bằng cách tăng số vòng dây vì
khi đó sẽ làm cho tổng trở R
m
tăng, nên trường chọn số vòng dây là nhỏ do đó điện trở của tổng
trở của nó cũng nhỏ do vậy điện áp để từ hóa không cần lớn lắm và bộ tạo sóng siêu âm sẽ đơn
giản, trở kháng của cuộn dây đầu ghi nếu không tính đến điện trở thuần thì trở kháng của nó
chính là trở tải (Kí hiệu: Z
t
). Ta có: Z
t
= ω.L sẽ tăng theo tần số
L là hệ số từ cảm của cuộn dây đầu ghi. Nếu dòng điện ghi được giữ không đổi thì điện áp ra
sẽ tăng với tỉ lệ tần số, bởi vậy phải có mạch sửa tần số trước khi đưa vào đầu từ. Ở đoạn tần số
thấp và tần số trung bình trở kháng xoay chiều của cuộn dây đầu từ là nhỏ nên gay ra méo khi
tuyến, để tăng trở kháng tải của tầng KĐ và giảm méo phi tuyến người ta mắc nối tiếp với cuộn
dây đầu từ 1 điện trở có giá trị khá lớn so với trở kháng của cuộn dây đầu từ. Khi đó trở tải của
bộ KĐ ghi là Z
t
= R + ω.L ≈ R = const.
- trong thực tế người ta thường chọn giá trị của R theo biểu thức:
R = 2ω.L = 4π.f
C
.L ( f
C
là tần số cao trong dải tần số của tín hiệu âm tần cần ghi )
- Sơ đồ lối ra của bộ KĐ ghi:
14
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- Trong sơ đồ này nối thêm tụ C ở trong vùng tần số trường ở trong vùng tần số thấp, trung
bình. Trở kháng của tụ C lớn do đó nó không ảnh hưởng còn ở trong vùng tần số cao trở kháng
của đầu ghi tăng lên thì trở kháng của tụ giảm xuốn dẫn đến giảm được méo phi tuyến
C =
- ngoài dòng tín hiệu âm tần qua cuộn dây đầu ghi còn có dòng của tín hiệu siêu âm điện từ hóa,
để tăng cường từ hóa không ảnh hưởng đến KĐ ghi tức là dòng từ hóa chỉ chạy qua cuộn dây
đầu của đầu ghi chứ không chạy qua bộ KĐ.
- công suất cung cấp cho đầu ghi thường rất nhỏ chỉ vào 1 phần của θ ( W ) nên bộ KĐ ghi chỉ
cần 1-2 phần là đủ, tầng ra của bộ KĐ ghi thường được mắc theo sơ đồ emitor chung và được
trình bày như sau:
- ở sơ đồ trên người ta dùng tầng KĐ dùng TZT mắc theo sơ đồ emitor chung, điện trở R3 tạo
ra hồi tiếp âm cà về thành phần 1 chiều lẫn thành phần xoay chiều. Hồi tiếp âm 1 chiều để ổn
định điểm làm việc, hồi tiếp âm xoay chiều có tác dụng làm giảm tạp âm tăng độ rộng của dải
truyền
Câu 6: trình bày hoạt động của bộ KĐ đọc
- Bộ KĐ đọc hay còn gọi là bộ KĐ tạo lại làm nhiệm vụ KĐ tín hiệu thu từ đầu đọc đến 1 giá trị
đủ lớn theo yêu càu đưa ra tải là loa hay hệ loa. Để tiến hành các dao động âm thanh tín hiệu
lấy ra từ cuộn dây đầu lọc có biện độ rất nhỏ khoảng từ 100→150µV trong khi đó yêu cầu công
15
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
suất ra của đầu đọc là rất lớn, cho lên bộ đọc phải có hệ số KĐ lớn vì bộ KĐ có hệ số KĐ lớn
thì KĐ cả tạp âm lên vấn đề giảm tạp âm là quan trọng.
- trong bộ KĐ đọc phải có mạch sửa đặc tuyến tần số theo tiêu chuẩn mức độ điều chỉnh chủ
yếu phụ thuộc vào tốc độ dịch chuyển của băng từ độ rộng của khe từ, nhưng nói chung độ điều
chỉnh phải rộng hơn bộ KĐ khác do yêu cầu công suất ra lớn lên là tầng là KĐ ở lối ra phải làm
việc ở chế độ lớ tức là đoạn cong của đặc tuyến bởi vậy bộ KĐ đọc gây lên méo phi tuyến để
đảm bảo chất lượng âm thanh, bộ KĐ đọc phải có hệ số méo phi tuyến dưới 0.5% lêntrongmạch
khi thiết kế người ta dùng kỹ thuật mạch để giảm hệ số méo phi tuyến, đối với bộ KĐ đọc thì
đặc trưng hơn cả là tầng KĐ đầu tiên và mạch sửa đặc tuyến tần số còn mạch KĐ điện áp KĐ
công suất. Cũng tương tự như các mạch mà chúng ta khảo sát trong kỹ thuật điện tử, tầng kĐ
đầu tiên của bộ KĐ đọc có thể dùng TZT hoặc bộ KĐ thuật toán có thể dùng điện dung tụ điện
biến áp trong trường hợp trở kháng của cuộn dây đầu đọc là nhỏ người ta thường dùng biến áp
để phối hợp trở kháng cà giảm tạp âm, sơ đồ bộ KĐ lặp đầu tiên được trình bày như sau:
- Sơ đồ ata sử dụng TZT mắc theo sơ đồ emitor chung vì trở kháng của cuộn dây đầu đọc là nhỏ
để tránh ảnh hưởng đến chế độ 1 chiều của tầng KĐ qua tụ C1, ở trong trường hợp này người ta
sử dụng R4,R5 mắc với emitor củaTZT có hồi tiếp âm về thành phần dòng 1 chiều để ổn định
16
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
điểm làm việc hay ổn định nhiệt cho TZT. Trên điện trở có cả hồi tiếp âm về thành phần xoay
chiều để ổn định các tham số của tâng KĐ, giảm méo phi tuyến, giảm nhiễu. Trong sơ đồ này
người ta còn đưa vào tụ C2 và điện trở R6 là các mạch lọc thông thấp để lọc nguồn nuôi 1
chiều.
- Sơ đồ b người ta dùng 2 tầng KĐ dùng T1 và T2 giữa 2 tầng này được nối trực tiếp với nhau.
Trong mạch này dùng hồi tiếp âm và thành phần 1 chiều và xoay chiều qua R4,R5 để ổn định
chế độ làm việc của tầng T2 và dùng hồi tiếp âm qua điện trở R3, trong sơ đồ này còn ổn định
nguồn 1 chiều qua điện trở R6 và diode zener Dz. Cả 2 sơ đồ trên chưa có điều chỉnh đặc tuyến
tần số mà mà cơ bản chỉ sử dụng hồi tiếp âm để làm giảm tạp âm và giảm méo phi tuyến.
- Ở sơ đồ c người ta dùng KĐ thuật toán,ởtrong mạch này có đặc biệt là nuôi nguồn đơn cực,
người ta chọn trị số tụ C2 quá nhỏ nên trong khoảng tần số thấp và tần số trung bình trở kháng
của tụ C2 rất lớn, do đó có thể bỏ qua nhánh R1,C2 bên cạnh điện trở R2, mạch hồi tiếp âm
người ta dùng C3,R4,R5,R2 mạch hồi tiếp âm này cũng phụ thuộc vào tần số trong dải tần số
thấp và tần số trung bình, tần số càng tăng thì trở kháng tụ C3 giảm do đó trở kháng tương
đương của mạch gồm R4,R5,C3 giảm mà hệ số hồi tiếp β = . Vì R
td
giảm lên hệ số hồi tiếp âm
tăng, hệ số hồi tiếp âm tăng làm cho hệ số KĐ giảm đến tần số lớn hơn 2Khz thì trở kháng của
tụ C2 giảm nhỏ lên là tần số càng tăng thì trở kháng tương đương R1,R2,C2 cũng giảm, nó bù
lại sự giảm trở kháng tương đương R4,R5,C3 do đó hệ số hồi tiếp âm không đổi và hệ số KĐ
không đổi.
Câu 7: mạch nén tạp âm
- trong quá trình xử lý các thiết bị điện tử đều thu hẹp dải động của tín hiệu so với dải động của
nguồn âm thực.
- dải động của thiết bị điện tử bị hạn chế ở phía trên do mức bão hòa của linh kiện điện tử, còn
ở phía dưới bị hạn chế bởi tạp âm mức bão hòa được quyết định bởi công nghệ chế tạo các linh
kiện lên không thể can thiệp được bởi bởi thế giải pháp duy nhất đó là làm gia,r tạp âm và cùng
với nó cũng làm tăng tỉ số: tín hiệu/tạp âm.
- hiện nay dùng phổ biến là mạch nén tạp âm sau:
I. Mạch nén tạp âm Dolby NR
- Sơ đồ:
17
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- nguyên tắc nén giãn thực hiện theo bước sau:
- mạch nén dolby NR thực chất là mạch nén dải động trong khi và tạo lại âm thanh dựa trên
nguyên lý khống chế tín hiệu, khi ghi dải động được nén với hệ số 2:1 còn khi tạo lại dải động
được giãn với hệ số 1:2 bằng cách đó có thể tăng tỉ số tín hiệu/tạp âm nên khoảng 10→20dB.
Việc nén và giãn dải động có thể được thực hiện bởi mạch phân áp đươn giản dùng diod các
mạch đó được trình bày như sau:
18
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- sơ đồ khối của hệ số nén và giãn trong kênh thông tin:
- hệ thống nén tạp âm dolby chia làm 2 loại đó là dolby A và dolby B. Hệ dolby A được dùng ở
trong các thiết bị ghi âm chuyên dụng có chất lượng cao nhưng mạch phức tạp nên giá thành
đắt
* hệ thống nén tạp âm dolby A
- nguyên lý của hệ của hệ thống nén tạp âm dolby A được trình bày trong hình sau:
- Sơ đồ khối:
19
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- nguyên lý của mạch nén tạp âm dolby A là: việc nén và giãn dải động được chia ra các đoạn
tần số trong dải tần tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà số dải tần được chia ra khác nhau
thường là 4.7.9 hoặc là nhiều hơn nữa , trong sơ đồ khối trên người ta biểu diễn chia ra làm 4
đoạn, trong quá trình ghi tín hiệu qua kênh chính được cộng tín hiệu điều khiển còn trong quá
trình tạo lại tín hiệu trong kênh chính được trừ tín hiệu điều khiển về nguyên lý mạch nén trong
các dải tần đều hoạt động giống nhau chúng chỉ nén mạnh những tín hiệu có biên độ nhỏ
( nhiễu ) còn những tín hiệu có biên độ lớn thì không ảnh hưởng.
* Hệ nén tạp âm dolby B
- hệ nén tạp âm dolby B được dùng trong các máy ghi âm dân dụng để đơn giản quá trình nén
và giãn dải động không chia ra các dải tần việc nén tạp âm chỉ diễn ra ở các tần số trên 1Khz vì
loại tần số này thành phần tạp âm lớn hơn còn lại quá trình nén giãn giống hệ thống colby A.
Dưới đây là sơ đồ mạch nén của hệ dolby B:
- tín hiệu từ mạch điện KĐ đưa đến chân 1,5 của bộ KĐ A1. tín hiệu từ đầu ra của bộ KĐ A1
được chia làm 2 kênh, kênh qua điện trở R413 đến bộ KĐ A2 được KĐ lên và đưa đến bộ KĐ
ghi tín hiệu điều khiển được đưa đến mạch lọc thông cao chỉ cho những tín hiệu có tần số trên
1Khz đi qua gồm có C411,R429,C413,R431 kết hợp trường JFET được mắc // với đầu vào của
20
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
bộ KĐ A3, tín hiệu ra bộ KĐ A3 được hạn chế cả 2 nửa chu kỳ nhờ diode D401,D403 qua điện
trở R415 đưa về cộng với tín hiệu chính, tín hiệu điều khiển đưa vào bộ KĐ A3, bộ KĐ A3 là
bộ KĐ thuận sau khi được bộ KĐ A3 KĐ và hạ biên ( hạn chế biên độ ) tín hiệu được đưa vào
KĐ bởi bộ KĐ A4 sau đó được chỉnh lưu bởi diode D405 tải của D405 chính là C433 và R471
mạch chỉnh lưu lấy giá trị trung bình nếu điện áp ở lối ra của diode D405 đủ lớn làm cho D407
thông cộng với điện áp qua R413 được lọc bởi C435 đưa về cực cửa của TZT trường JFET.
II. Mạch nén tạp âm DNL
- trong qua trình ghi và tạo lại âm thanh thông thường mức tạp âm sẽ là lớn nhất khi không có
tín hiệu ở đầu vào vì lúc đó tạp âm không bị tín hiệu lấn át mạch DNL là mạch hạn chế tạp âm
khi không có tín hiệu và dựa trên nguyên tắc phân bổ của tín hiệu và tạp âm, thông thường phổ
của tín hiệu âm thanh đặc biệt là âm nhạc phụ thuộc rất nhiều vào mức tín hiệu nếu giảm âm
lượng thì thành phần phổ cao tần trong tín hiệu cũng giảm rất nhanh khi đó dải tần trong
khoảng 5→5.5Khz nghĩa là khi âm lượng nhỏ hơn 1 mức giới hạn U
0
nào đó ta có thể tạm coi
là trường hợp không có tín hiệu vào. Nếu hạn chế dải thông trong khoảng từ 0→5.5Khz thì chất
lượng âm thanh giảm không đáng kể mà tạp âm thì bị nén hoàn toàn vì phổ tạp âm chủ yếu nằm
trong vùng tần số cao, khi mức tín hiệu vào tăng lên thì dải thông được mở rộng nhưng đòng
thời tín hiệu sẽ lấn át tạp âm và việc nén tạp âm trong trường hợp đó trở lên không cần thiết.
Hình sau trình bày sơ đồ khối của hệ thống nén tạp âm theo phương pháp đó:
- bộ nén tạp âm trên chỉ dùng cho qua trình tạo lại nó được mắc sau mạch tiền KĐ trước tiên tín
hiệu được đưa vào tầng KĐ đảo pha nằm tạo ra 2 điện áp có biên độ bằng nhau nhưng lệch pha
nhau 180
0
hay ngược pha nhau, tín hiệu U1 lấy từ lối ra có độ lệch pha ϕ = 180
0
đưa thẳng tơi
bộ cộng, tín hiệu U2 lấy ra từ lối ra có ϕ = 0
0
, trước khi đến bộ cộng phải qua 1 kênh phụ gồm
bộ lọc cao tần có tần số ớn hơn 5Khz sau đó qua bộ KĐ có mạch tự đọng khống chế và ở bộ
phân áp nhiệm vụ chủ yếu ở kênh phụ là tự động điều chỉnh hệ số KĐ theo biên độ tín hiệu vào
21
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
tức là theo phổ và dải thông của tín hiệu, kết quả là điện áp U1 quan hệ tuyến tính với điện áp
vào, U2 phụ thuộc vào phổ và biên độ của tín hiệu vào khi thành phần cao tần của tín hiệu nhỏ
hơn điện áp ngưỡng U
0
nào đó thì mạch khống chế chưa hoạt động và điện áp U2 bị suy giảm
gần hết, bộ cộng thực hiện cộng 2 tín hiệu nhược pha, điện áp ra bằng 0 khi không có tín hiệu
vào lúc đó chỉ có nhiễu biên độ, nhiễu nhỏ do đó mạch khống chế chưa hoạt động ở 2 lối U1
với U2 tín hiệu nhiễu có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau qua bộ cộng bị triệt tiêu tạp
âm bị nén hoàn toàn. Khi biên độ tín hiệu vào ngưỡng nào đó thì tín hiệu sẽ lấn át tạp âm.
Câu 8: điều chỉnh và cân bằng âm sắc
- mạch điều chỉnh cân bằng âm sắc là mạch điều chỉnh hệ số khuếch đại ở một khoảng tần số
nào đó cho phù hợp với loại hình âm nhạc nó không làm ảnh hưởng đến các đoạn tần số khác,
các khoảng tần số này được chia phù hợp với các tính chất của âm thanh các thiết bị âm thanh
dân dụng được chia ra thành 5,7,10 khoảng cân bằng âm sắc, các thiết bị chuyên dụng được
chia ra nhiều hơn về cấu trúc của mạch điện người ta có thể phân ra các loại như sau:
+ loại thứ nhất: mạch cân bằng âm sắc dùng linh kiện thụ động chọn lọc tần số
+ loại thứ 2: mạch cân bằng âm sắc dùng hồi tiếp âm thanh làm tần số
+ loại thứ 3: mạch cân bằng âm sắc dùng bộ lọc tích cực dùng khuếch đại thuật toán, hình sau
trình bày sơ đồ của bộ cân bằng âm sắc dùng transistor.
22
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- ở trong sơ đồ người ta chia ra 5 đoạn tần số, người ta ghi giá trị trên đỉnh là giá trị trung tâm
của đoạn.
- nguyên tắc hoạt động của các đoạn tần số là như nhau. Đây là đoạn hồi tiếp âm chặn 1 dải.
Điện trở nối với emitor của TZT để tạo nên hồi tiếp âm về 1 chiều và xoay chiều trên nó. Nó
làm ổn định điểm làm việc và ổn định tham số về tầng KĐ, để đơn giản ta vẽ mạch với 1 đoạn
tần số:
23
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
- thông thường chọn R
1
,R
2
,C
2
rất lớn so với C
1
,C
2
là điện dung tích gộp cho nhánh C
1
,C
2
quyết
định đoạn tần số chọn lọc, điện trở R
1
,R
2
có tác dụng tăng giảm mức hồi tiếp âm, còn triết áp
Rp dùng để điều chỉnh liên tục mức đó khi con chạy triết áp Rp dịch chuyển về phía tăng ứng
với tần số đã chọn dung kháng của C
2
có giá trị nhỏ nhất, tín hiệu được đưa với mức lớn nhất
vào Bazơ của TZT và được KĐ lên tín hiệu từ đầu ra hồi tiếp vào đầu ra hồi tiếp vào đầu vào bị
suy giảm bởi tụ C
1
và giá trị số cực đại của Rp, Rp
max
. Như vậy hệ số hồi tiếp âm là nhỏ nhất
nên tín hiệu ở đoạn tần số này được KĐ lớn nhất, ở tần số thấp hơn ngoài dải dung kháng của
C
2
lớn tín hiệu đưa tới lối vào bị suy giảm. Còn ở tần số cao hơn ở ngoài dải tuy là dung kháng
của C
2
nhỏ nhưng hệ số hồi tiếp âm lại tăng lên do trở kháng C
1
nhỏ do đó cả 2 trường hợp làm
cho hệ số KĐ nhỏ.
- khi con chạy của triết áp Rp dịch chuyển về phía giảm tín hiệu bị suy giảm bởi mạch C
1
// Rp
trong khi đó lượng hồi tiếp âm đưa về lại là cực đại lên tín hiệu ở trên dải tần số này cũng bị
suy giảm, Kết quả điện áp ở đầu ra bị suy giảm bị giảm đi.
- mạch cân bằng âm sắc có thể sử dụng bộ KĐ thuật toán khi đó mạch sẽ đơn giản hơn và đặc
tuyến tần số tốt hơn. Sơ đồ mạch như hình sau:
- đây là mạch cân bằng âm sắc cho 1 đoạn tần số, IC1 là mạch KĐ tín hiệu , IC2 là mạch lọc tần
số, 1 phần tín hiệu từ đầu ra của IC1 là được lấy trên điện trở R3 ( 6.8kv ) được hồi tiếp về đầu
vào qua R2 vào tụ C4 đến cửa đảo. Mạch hồi tiếp này là mạch hồi tiếp âm khi C2 cùng với tụ
C1,C2,C6,R6,R7 làm thành bộ lọc thông dải có tần số trung tâm là 100hz qua con chạy của triết
áp Rp khống chế tín hiệu từ lối vào đưa về đầu vào thuận và tín hiệu hồi tiếp từ lối ra đưa vào
lối vào đảo điện trở R5 nhằm hạn chế ảnh hưởng của mạch lọc đến đầu vào đảo khi triết áp Rp
24
Đề cương tốt nghiệp môn KT Audio B
3
DT
1
ở điểm mút về phía tăng ở tần số 100hz trở kháng vào của mạch lọc là cực tiểu khi con chạy Rp
ở vị trí tăng sẽ làm trở kháng vào của đầu vào đảo là nhỏ nhất lượng hồi tiếp âm giảm tối thiểu
khi đó IC1 KĐ tín hiệu lớn nhất ở dải tần số 100hz nhờ có Rp = 100kΩ nên tín hiệu ở lối vào
thuận không bị ảnh hưởng, khi con chạy Rp ở điểm mút ở phía giảm khi đó trở kháng vào của
lối vào đảo của IC1 là lớn, lượng hồi tiếp âm đưa về lối vào đảo là lớn nhất nhưng tín hiệu từ
lối vào trong dải 100hz đưa tới lối vào thuận IC1 sẽ giảm tành nhỏ nhất, IC1 không KĐ tín hiệu
trong dải tần 100hz khi thay đổi trị số Rp có thể điều chỉnh mức KĐ ở trong dải 100hz nhưng ở
các dải tần số khác không bị ảnh hưởng.
Câu 9: mạch ổn tốc
- Mạch ổn tốc dùng TZT được trình bày ở hình sau:
- nguồn 1 chiều được cung cấp cho động cơ mắc nối tiếp với 1 điện trở mà trị số của nó được
điều khiển bởi sự biến thiên của dòng điện tải sao cho khi dòng điện tăng do tải nặng thì trị số
của phần tử điều chỉnh phải giảm đi bằng cách đó tốc độ của môtơ được giữ ổn định.Ở trong sơ
đồ TZT T2 như 1 điện trở động trị số của điện trở R
CE
giữa C và E của T2 được điều khiển bởi
T1, điện trở R
CE
của T1 phụ thuộc giữa điện áp U
CE
đặt vào bazơ và emitor của T1 mạch cầu có
4 cạnh AC,CD,DE,EA. Transistor T1 mắc ở đường chéo của mạch cầu khi dòng tải không đổi
thì cầu cân bằng, khi dòng thay đổi do tốc độ của môtơ biến thiên cầu mất cân bằng, điện áp
giữa U
BD
thay đổi nhờ có diod ổn áp Dz ghim điện áp ở trên nó không đổi làm cho điện áp U
CD
thay đổi sẽ dẫn đến điện áp giữa EC thay đổi làm cho dòng Bazơ của T1 kéo theo dòng colector
của T1 thay đổi như vậy điện trở R
CE
của T1 cũng thay đổi dẫn đến dòng bazơ của T2 thay đổi
25