Tìm hiểu về Ampli đèn - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Ampli đèn

Ampli đèn không phải một loại đèn chiếu sáng mà là một thiết bị khuếch đại âm thanh vận hành chủ yếu dựa vào nguyên lý hoạt động của bóng đèn. Ampli đèn được đánh giá là một trong những ampli có chất lượng âm thanh độc nhất.

Được ra mắt công chúng vào năm 1906 bởi Lee De Forest – ampli đèn chính là tiền thân của những chiếc ampli bán dẫn phổ thông hiện nay. Vào thời điểm đó ampli đèn liên tục được ra mắt những model mới và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhất là việc truyền tải tín hiệu điện thoại, nghe nhạc, vô tuyến,...

Tuy nhiên vào những năm 70 của thế kỷ trước, bán dẫn silicon được phát triển nhanh chóng đã dẫn đến sự tụt dốc của ngành sản xuất ampli đèn nói chung. Ampli bán dẫn có được ưu điểm lớn hơn hẳn về công suất, kích thước, trọng lượng cũng như mức giá nên chúng là sự lựa chọn hàng đầu của rất nhiều khách hàng.

Tưởng chừng ampli đèn sẽ không còn được xuất hiện nữa nhưng trong những năm gần đây ampli đèn đang dần trở lại mạnh mẽ khi thị trường nghe nhạc có những nhà sản xuất thiết bị âm thanh muốn lựa chọn và khám phá vẻ đẹp từ âm thanh của dòng ampli đặc trưng này.

* Cấu tạo của Ampli đèn

Ampli đèn cấu tạo gồm 3 bộ phận chính: catot, anot, và cực G được đặt trong môi trường chân không trong một lớp thủy tinh.

• Catot: là nơi electron được phát tán ra bên ngoài. Nhờ vào lớp phủ bề mặt với nhiều các hợp chất khác nhau mà năng lực phát xạ điện tử của thiết bị này được cường hóa.
• Anot: làm nhiệm vụ thu nhận các electron tự do nên có điện thế dương. Độ lớn của dòng điện được truyền qua bóng đèn phụ thuộc vào độ chênh lệch điện áp catốt-anốt, lớp phủ bề mặt catốt, diện tích bề mặt catốt-anốt. Khi hai yếu tố sau đã cố định bởi thiết kế bóng đèn, độ lớn dòng chỉ còn phụ thuộc vào độ lệch áp giữa catốt và anốt.
• Cực G (cực điều khiển): có dạng lò xo hoặc lưới, nằm giữa hai cực catot và cực anot. Do có điện áp âm so với catot nên các điện tử không bị hút vào đây

* Phân loại Ampli đèn

Trên thực tế, có nhiều loại ampli đèn khác nhau, nhưng bóng đèn trong ampli được chia làm hai loại chính: Ampli tiền khuếch đại và Ampli công suất

1. Ampli tiền khuếch đại (Pre-Ampli)

Ampli tiền khuếch đại thuộc giai đoạn tiền khuếch đại âm tần. Nó có chức năng chính là khuếch đại các tín hiệu âm thanh nhỏ được đưa vào từ nguồn phát (đầu đĩa, đầu Brulay…) lên thành các mức tín hiệu lớn hơn. Sau đó, các tín hiệu lớn hơn này sẽ được đưa vào Ampli công suất. Vì vậy, loại ampli này chỉ có tác dụng tinh chỉnh âm thanh ở dạng thô sơ, chứ không có tác dụng khuếch đại thực sự.

2. Ampli công suất (Power Ampli)

Ampli công suất thuộc giai đoạn khuếch đại âm tần. Nếu nói bóng đèn là linh hồn của ampli đèn thì bóng công suất chính là trái tim của linh hồn đó. Bóng công suất là một trong những bộ phận có vai trò quyết định đến chất lượng tín hiệu âm thanh qua ampli.

Chức năng chính của Ampli công suất là nhận các tín hiệu âm thanh cỡ vừa đã được khuếch đại từ Ampli tiền khuếch đại. Sau đó, nó sẽ khuếch đại các tín hiệu này lên mức cao nhất và đưa ra loa. Do đó amply công suất là loại amply có tác dụng khuếch đại âm thanh thực sự để đưa tới tai người nghe.

Ampli đèn vận hành chủ yếu dựa vào nguyên lý hoạt động của bóng đèn, cụ thể là sự khuếch đại dòng tín hiệu khi qua linh kiện này. 

Khi ampli đèn hoạt động, catot được đốt nóng đến một nhiệt độ nhất định, khiến cho động năng của electron thắng lực liên kết kim loại, phát xạ ra khỏi bề mặt của catot. Nhiệt độ này không quá bé để cung cấp đủ động năng cho electron cũng không quá lớn để electron bay quá mạnh, đập vào anot và đàn hồi trở lại, hoặc bay lệch quỹ đạo. Điện năng ampli đèn sử dụng chủ yếu phục vụ cho quá trình cấp nhiệt cho catot.

Cơ chế dịch chuyển electron kể trên khiến cho dòng điện qua bóng đèn khá nhỏ, đòi hỏi loa cần có độ nhạy cao, những sự thay đổi rất nhỏ cũng có thể cảm nhận được. Thực tế vẫn có thể kết hợp hệ thống nhiều bóng đèn để tạo ra dòng lớn hơn nhưng điều khiển sao cho đồng pha giữa các bóng và yếu tố chi phí là những rào cản đáng kể.

Cực G được đặt vào một điện áp âm có dạng lò xo hoặc dạng lưới nên ít cản trở dòng electron dịch chuyển. Sở dĩ gọi là cực điều khiển bởi áp đặt trên cực G ảnh hưởng đến sự chênh lệch điện áp giữa catốt và anốt, vì vậy độ lớn dòng điện chạy từ catot đến anot lớn hay nhỏ phụ thuộc vào điện áp của cực G âm ít hay âm nhiều so với catot.

Trên đây là những thông tin trả lời cho câu hỏi Ampli đèn là gì, cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết.