Tính toán pre đèn!

Bài viết này tôi chỉ là dịch từ trang web gốc nhằm hỗ trợ anh em gặp rào cản về ngôn ngữ! Mọi thắc mắc về nội dung hoặc tính toán vui lòng liên hệ tác giả! Link gốc: http://www.shine7.com/audio/12ax7_pre.htm

Bản pre-amp của tôi dựa trên nền tảng OPA rất tốt, cho âm thanh sạch, trong, chính xác và độ xử lý khá cao. Sau một thời gian, tôi tìm thấy một vài dự án và tôi đã cố thử tìm thứ âm thanh ngọt ngào, ấm áp và nhạc tính!

Để hài hòa được cả sóng hài và hợp âm của các nhạc cụ (đủ octaves) thì được gọi là làm âm thanh giàu tình cảm hơn. Nếu một thiết bị có nhiều méo thì nghe sẽ khó chịu. Ngược lại, nếu độ méo ít dựa trên thiết thế thì âm thanh sẽ dễ vỡ tiếng, khô cứng và khó chịu ….Amply sử dụng mạch khuếch đại Push-pull thường sử dụng hai bóng giống hệt nhau về đặc tính để giảm tối đa độ nhiễu nhưng lại cho kết quả kém nhạc tính và không giàu tình cảm. Việc đó dẫn đến sản phẩm sẽ không được thỏa mãn mọi người nghe. Đối với đo đạc, mạch push-pull thường cho ra tổng độ méo ít hơn nhưng âm thanh lại kém hơn. Vì vậy, người ta thường biết đến amply push-pull là amply có số đo tổng độ nhiễu ít. Link dẫn: https://en.wikipedia.org/wiki/Tube_sound#Harmonic_content_and_distortion

Tôi đã quyết định chọn một bóng đèn cho một kênh và bóng đèn đó đảm bảo các yếu tố sau:

• Gồm 02 tầng, một tầng ít méo và tầng sau nhiều hơn chút
• Ngọt ngào, chi tiết và đáp ứng nhanh ( âm thanh hiện đại)
• Thiết kế đơn giản và ít linh kiện.

Và dưới dây là thiết kế, có một tầng khuếch đại biên độ và một tầng lấy màu khuếch đại dòng:

Với tầng đầu tiên, ta quan tấm đến điện áp plate và dòng điện Idc của mạch. Từ bảng đặc tuyến trong hình dưới đây, tôi lấy một điểm tương đối và xác định đó là điểm làm việc (đánh dấu đỏ). Từ điểm đó, tôi xác định được Ug = -1V, hạ vuông góc xuống trục điện áp ta có điện áp plate Ua = 130V, hạ vuông góc sang trục Ia ta xác định được Idc = 0.85V. Xác định điện áp cấp cho mạch là 300V, tôi nối giữa 300V với điểm đỏ sẽ được dòng điện làm việc 1.5mA và đường màu xanh như hình.

Tiếp đến, tôi tính các giá trị điện trở như sau (áp dụng định luật Ohms):

• Điện trở anote Ra = 300V / 1.5mA = 200kR (300V là điện áp cung cấp, 1.5mA là dòng điện tổng khi làm việc, được xác định khi nối 300V với điểm đỏ trên bảng đặc tuyến)
• Điện trở katot Rk = 1V / 0.85mA = 1.1764R (thực tế đi mua có giá trị 1.2K)

Tính gain của tầng đầu. Gain của một mạch sử dụng công thức như sau:

Trong đó:

• Ra là giá trị điện trở trên mạch (tính ở trên là 200K)
• Za là nội trở của đèn khi hoạt động (tra datasheet)
• tube gain là độ khuếch đại của đèn (tra datasheet)

Ở bài viết gốc, tác giả sử dụng đèn telefuken nên có tube gain = 100, Za = 70k nên gain = 51. (Nghĩa là với 0.1V ở tín hiệu vào sẽ cho ra 5.1V ở ngõ ra lý tưởng).

Kết thúc tầng đầu, ta chuyển qua tầng sau là tầng đệm dòng (tiếng anh là katot follower). Với tầng đầu, gain đã đủ và chúng ta cần chuyển đổi trở kháng phối hợp đầu ra. Với đèn 12AX7 với mạch follow, trở kháng ngõ ra sẽ là Zout = 1/ tube’s transconductance.

Trở kháng ra là: Zout = 1 / 1600 micro Ohms = 625R (đơn vị của transconductance là micro Ohms nên khi thực hiện phép tính các bạn nhớ nhân thêm vài số 000 mới ra 625R nhé).

Với mạch này, tầng sau tác giả nối tầng bằng tụ và chế độ tự bias nên cần tính điện trở bias và điện trở thoát K.

• Điện trở bias chính bằng Ug / Idc (nhìn bảng đặc tuyến)
• Điện trở thoát K bằng điện áp cấp chia cho dòng điện Iac. Ở đây tác giả chọn bậc 1/2, nghĩa là tầng đầu làm việc ở 1.5mA thì tầng sau làm việc ở 3mA.

Nhìn bảng đặc tuyến, ta có:

• Rbias = 1V / 1.35mA = 740R (các bạn mua con 750R cũng không sao cả)
• Rk = 300V / 3mA = 100kR (con này dễ nhặt được, mua lúc nào cũng có).

Như vậy, ta đã tính được các giá trị điện trở, gain của mạch dựa trên bài này. Các bạn áp dụng và tự tính với đèn mình đang có nhé!