Mạch class D là gì? Amply class D là gì? Ứng dụng của mạch class D

Mạch class D là một thuật ngữ quen thuộc, thường xuất hiện trên các thiết bị khuếch đại âm thanh như cục đẩy, amply. Ưu điểm của thiết bị có sử dụng loại mạch này là có hiệu suất hoạt động vượt trội, khả năng cân bằng điện áp tiêu thụ nên giúp bạn tiết kiệm được một khoản chi phí để chi trả cho tiêu dùng thiết bị này. Vậy mạch class D là gì, cách thức hoạt động ra sao, ứng dụng như thế nào, chúng ta cùng đi vào nội dung bài viết dưới đây để có thêm nhiều thông tin hơn nhé.

Mạch class D là gì?

Trước tiên chúng ta cùng đi vào tìm hiểu mạch class D là gì trước nhé. Mạch class D là một loại mạch khuếch đại âm thanh hoặc công suất với hiệu suất cao, được sử dụng trong các hệ thống âm thanh gia đình, một số dòng loa di động và các ứng dụng âm thanh khác. Mạch class D hoạt động bằng cách sử dụng các công tắc điện tử để tạo ra tín hiệu đầu ra tương ứng với tín hiệu âm thanh đầu vào. Thay vì sử dụng các transistor hoạt động ở chế độ tuyến tính như trong mạch Class A hoặc Class AB thì mạch Class D sử dụng công tắc điện tử (thường là MOSFET hoặc IGBT) để kiểm soát dòng điện chạy qua.

Các thiết bị khuếch đại được tích hợp mạch class D mang tới khả năng hoạt động ở tần số cao, không bị hao phí năng lượng như các mạch khuyếch đại truyền thống, đưa hiệu suất lên tới 90%, tiêu thụ điện ít, đặc biệt là trong các hệ thống âm thanh yêu cầu khả năng khuếch đại tín hiệu mạnh mẽ, độ ồn giảm thấp ở mức tối đa.

Tuy nhiên, khái niệm mạch class D là gì liên quan đến nhiều đến kỹ thuật và công nghệ nên khá trừu tượng, khiến cho người dùng cảm thấy hơi khó hiểu. Vậy nếu còn bất kì vấn đề, thắc mắc gì, hãy để lại bình luận phía dưới cho chúng tôi biết nhé.

Nguyên lý hoạt động của mạch class D

Để người dùng hiểu rõ hơn được mạch class D là gì, ITC Audio sẽ đưa ra nguyên lý hoạt động của loại mạch này để quý khách hàng có thể hiểu rõ được hơn.

Nguyên lý hoạt động của mạch class D là sử dụng chuỗi các tín hiệu xung liên tục, có tần số cao nhằm tạo ra dòng điện biến đổi nguồn và tải. Khi tín hiệu âm thanh đầu vào được đưa vào sẽ chuyển đổi thành tín hiệu số nhờ một bộ chuyển đổi analog-to-digital. Tín hiệu số sau khi đã được chuyển đổi được so sánh giá trị với một tín hiệu số tam giác hoặc hình vuông ở tần số cao. Khi tín hiệu đầu vào cao hơn tín hiệu sóng vuông, dòng điện được mạch đưa lên trên, ngược lại khi tín hiệu đầu vào thấp hơn tín hiệu sóng vuông, dòng điện bị mạch đưa ngược xuống.

Các xung tín hiệu này sẽ được lọc để loại bỏ các thành phần cao tần không mong muốn, chỉ giữ lại những thành phần cần thiết, kết quả là tín hiệu đầu ra mạch class D đã được tái tạo tương đương với tín hiệu âm thanh ban đầu. Tín hiệu đầu ra đã qua bộ lọc tiếp tục được đưa vào bộ khuếch đại công suất, để tăng cường độ lớn và điều khiển loa và các thiết bị kết nối khác. Bộ khuếch đại công suất thường sử dụng các transitor công suất (thường là MOSFET hoặc IGBT). Hiệu suất của thiết bị được tích hợp mạch class D là rất cao, vì nó không sử dụng các linh kiện trở, tụ lọc hay tự điện lớn như những mạch khuếch đại khác.

Phân loại mạch class D có 2 loại chính là single – ended và push pull. Trong đó, mạch khuếch đại single – ended được sử dụng với công suất nhỏ và vừa phải, còn push – pull được ứng dụng cho các hoạt động có công suất lớn hơn.

Amply class D là gì?

Vậy còn amply class D là gì? Amply class D hay còn được gọi là amplifier PWM (phi tuyến tính), sử dụng mạch khuyếch đại điều chế tinh xảo với kích thước cực kì nhỏ gọn. Nhờ có bóng bán dẫn ở trong mạch với trạng thái đóng hoặc mở, chính vì thế amply class D hoạt động với hiệu suất rất cao, hao phí năng lượng thấp, cân bằng giữa công suất đầu vào và điện năng tiêu thụ nên rất tiết kiệm điện.

Dù kích thước nhỏ gọn hơn so với các dòng amply truyền thống, thì amplifier class D vẫn đạt được mức công suất lớn, có thể lên tới 300-400W. Chính bởi hiệu suất hoạt động cao, hao phí công suất thấp, ít bị sinh nhiệt do chuyển đổi của dòng điện, các bản mạch bên trong cũng ít bị tổn thương. Chính vì thế, amply class D còn mang tới một ưu điểm nữa cho người dùng là không sử dụng nhôm tản nhiệt, vừa tối ưu trọng lượng, vừa kéo dài được tuổi thọ của nó.

Hiện nay, amplifier class D là thiết bị khuếch đại được ưa chuộng nhất trên thị trường, bởi vừa mang lại hiệu quả hoạt động cao, vừa tiết kiệm điện năng tiêu thụ, lại nhỏ gọn, tiện lợi trong mọi tình huống sử dụng. Vậy qua lời giải thích trên, bạn đã biết được amply class D là gì hay chưa!

Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng amply class D

Như đã phân tích “amply class D là gì” chúng ta đều biết thiết bị này tích hợp nhiều ưu điểm vượt trội, đáp ứng nhu cầu sử dụng của cả những khách hàng khó tính.

Ưu điểm của amplifier class D

Những ưu điểm, giá trị mà amplifier class D mang lại không thể không kể đến:

Hiệu suất cao: amplifier class D hay cục đẩy công suất tích hợp mạch class D mang tới hiệu suất hoạt động cao, có thể đạt tới 90-97% thậm chí là hơn, khá vượt trội so với những dòng amply truyền thống khác.

Kích thước gọn gàng: đặc trưng của mạch class D là gọn gàng, chính vì thế các dòng amplifier class D cũng có cấu trúc khá đơn giản, gọn gàng, tiện lợi để phân phối và lắp đặt tại mọi vị trí trong không gian.

Giá thành hợp lý: so sánh giá amply class D với những dòng amply khác thì giá của class D rẻ hơn nhiều, phù hợp với mọi phân khúc tiêu dùng.

Ít bị sinh nhiệt: thiết bị khuyếch đại tích hợp mạch class D thường ít bị sinh nhiệt do cấu trúc đặc biệt của bản mạch, quá trình hoạt động amply không bị nóng lên, các tiếng ồn từ quạt tản nhiệt ít bị sinh ra, không ảnh hưởng đến người sử dụng.

Nhược điểm của amply class D là gì?

Sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng amply class D vẫn còn tồn tại một số nhược điểm khác như:

Độ chính xác của tín hiệu: quá trình chuyển đổi tín hiệu sang dạng xung của amplifier class D có thể làm giảm độ chính xác của tín hiệu so với những dòng amply truyền thống.

Gây ra tiếng ồn: trong trường hợp cần đẩy công suất của dàn loa lên cao hơn và khi âm thanh được phát với dải tần số cao liên tục, tiếng ồn từ amplifier class D sẽ sinh ra, bạn đứng gần thiết bị sẽ nghe thấy những âm thanh đó và cảm thấy không mấy dễ chịu.

Hạn chế về chất lượng âm thanh: các dòng amply class D đời cũ thường bị hạn chế về khả năng xử lý âm thanh ở dải tần số thấp, âm thanh hơi thô và thiết đi sự mềm mại, tuy nhiên với công nghệ hiện đại, vấn đề này đã được khắc phục ở amply class D hiệnd đại.

Chất lượng âm thanh của amply class D có hay không?

Vậy sau khi tìm hiểu về mạch class D là gì và ưu điểm, nhược điểm của amplifier class D, câu hỏi tiếp theo được đặt ra là âm thanh của amply class D có hay không?

Theo nhận xét, đánh giá của các chuyên gia, kỹ thuật viên âm thanh và những người sành nghe thì chất lượng âm thanh mà amply class D mang lại là chưa hay, do đặc điểm cấu trúc sử dụng hệ nhị phân không tái tạo đầy đủ các tín hiệu âm thanh đưa vào. Nhưng có một lưu ý mà người dùng cần nhớ rằng, amplifier class D có công suất hoạt động ở tần số cao hơn rất nhiều so với tín hiệu thực, do đó, nó đòi hỏi đầu lọc và cấp nguồn phải có kỹ thuật xử lý cao tần tốt, nhưng với công nghệ hiện nay, các nhà sản xuất sáng chế chưa làm được điều này.

Tín hiệu âm thanh cuối cùng bị chịu ảnh hưởng khá nhiều từ chất lượng bộ lọc đầu ra, độ nhiễu và méo tiếng, mạch class D còn đơn giản cấu trúc hoá, sai số tín hiệu nhiều, không xử lý hết được âm thanh nhiễu. Các nhà sản xuất đã nỗ lực rất nhiều để cải thiện chất lượng âm thanh và giảm thiểu các vấn đề này.

Ngược lại với nhận định trên, cũng có một số khách hàng đưa ra nhận xét rằng âm thanh của amply class D khá hay và chi tiết, họ thích sự mạnh mẽ và khả năng hoạt động ổn định, bền bỉ của dòng amply này. Âm thanh cởi mở, tự nhiên, tái tạo được mọi dòng nhạc và không có hiện tượng nghẹt tiếng như những dòng amply công suất thấp. Như vậy, đánh giá chất lượng âm thanh của amplifier class D còn tuỳ thuộc vào cảm nhận, trải nghiệm và sở thích nghe nhạc của mỗi người.

Ứng dụng của mạch class D

Phân tích về ưu điểm, nhược điểm và chức năng của mạch class D là gì đã cho chúng ta có thêm nhiều thông tin về sản phẩm này hơn. Mạch class D này được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống âm thanh từ gia đình đến những dàn âm thanh chuyên nghiệp, chuyên dụng như âm thanh hội trường, âm thanh quán bar. Mạch class D có khả năng xử lý tín hiệu âm thanh chất lượng cao, nhằm tăng cường khả năng hoạt động và phát ra âm thanh cho mọi hệ thống âm thanh.

Mạch class D cũng được sử dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi, nhằm khuếch đại tín hiệu âm thanh mạnh mẽ cho hệ thống loa hoạt động, đồng thời tiêu thụ năng lượng ít hơn so với những mạch khuếch đại truyền thống. Các dòng xe hạng sang đều đang dần thay thế mạch khuếch đại class D cho hệ thống loa trên xe, điều này làm tăng tính ứng dụng và giá trị thực cho sản phẩm.

Không chỉ thế, mạch class D còn được tích hợp trên những dòng loa di động và loa bluetooth, vừa có khả năng tối giản cấu trúc thiết kế, vừa mang đến ngoại hình nhỏ nhắn cho thiết bị và tăng thời lượng sử dụng pin.

Trên đây là toàn bộ nội dung mà chúng tôi chia sẻ tới quý khách hàng về chủ đề “mạch class D là gì, amply class D là gì“, nguyên lý hoạt động của loại mạch này, cùng toàn bộ những kiến thức có liên quan. Hy vọng những thông tin đó sẽ mang lại nhiều hiểu biết hơn cho mọi người về lĩnh vực âm thanh cũng như am hiểu sâu sắc vền các dòng amplifier class D. Nếu còn bất cứ thắc mắc, vấn đề gì, quý khách có thể gọi điện trực tiếp tới số hotline trên website hoặc để lại bình luận phía dưới cho chúng tôi biết nhé!