Một bộ khuếch đại là một mạch tăng biên độ của tín hiệu đầu vào. Hướng dẫn sử dụng bộ khuếch đại này sẽ giúp bạn khám phá các loại bộ khuếch đại khác nhau, tính chất của chúng, và cách tính toán độ lớn của chúng.

Các bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ thường được sử dụng trong điện tử để tăng cường các tín hiệu đầu vào tương đối yếu, chẳng hạn như từ các cảm biến như các bộ cảm biến ánh sáng, thành các tín hiệu đầu ra lớn hơn có khả năng kích hoạt các relay, đèn hoặc loa.

Bộ khuếch đại có nhiều loại, bao gồm bộ khuếch đại thuật toán, bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ, bộ khuếch đại tín hiệu lớn và bộ khuếch đại công suất. Chúng được phân loại theo kích thước tín hiệu, cấu hình vật lý và khả năng xử lý tín hiệu đầu vào.

Có thể hình dung về bộ khuếch đại như các khối chứa các thành phần khuếch đại như Transistor lưỡng cực, Transistor hiệu ứng trường hoặc Bộ khuếch đại thuật toán. Chúng có hai cổng đầu vào và hai cổng đầu ra, và tín hiệu đầu ra lớn hơn nhiều so với đầu vào, dẫn đến hiện tượng khuếch đại.

Một bộ khuếch đại lý tưởng có 3 tính chất chính: Kháng đầu vào (RIN), Kháng đầu ra (ROUT) và Độ khuếch đại (A). Độ khuếch đại (gain) là một đơn vị đo lường cho việc bộ khuếch đại khuếch đại tín hiệu đầu vào bao nhiêu. Ví dụ, nếu tín hiệu đầu vào là 1 volt và tín hiệu đầu ra là 50 volt, độ khuếch đại  là 50, cho thấy độ lớn tăng gấp 50 lần.

Độ khuếch đại của bộ khuếch đại là tỷ lệ giữa tín hiệu đầu ra và tín hiệu đầu vào. Trong điện tử, độ khuếch đại thường được biểu diễn dưới dạng "A." Độ khuếch đại được tính bằng cách chia tín hiệu đầu ra cho tín hiệu đầu vào.

Có 3 loại độ khuếch đại của bộ khuếch đại: Độ khuếch đại điện áp (Av), Độ khuếch đại dòng điện (Ai) và Độ khuếch đại công suất (Ap). Độ khuếch đại công suất có thể được biểu diễn bằng đơn vị Decibel (dB). Độ khuếch đại (dB) được tính bằng công thức sau:

• Độ khuếch đại điện áp bằng dB: av = 20*log(Av)
• Độ khuếch đại dòng điện bằng dB: ai = 20*log(Ai)
• Độ khuếch đại công suất bằng dB: ap = 10*log(Ap)

Chú ý rằng độ khuếch đại công suất là 10 lần logarit thông thường của tỉ lệ đầu ra-so-với-đầu vào, trong khi độ khuếch đại điện áp và dòng điện là 20 lần logarit thông thường. Một giá trị dB dương đại diện cho giá trị tăng, trong khi một giá trị dB âm đại diện cho giá trị giảm.

Điểm -3dB là điểm nửa công suất, thấp hơn 3dB so với đầu ra tối đa.

Hãy xem ví dụ minh họa:

Giả sử một bộ khuếch đại có tín hiệu đầu vào là 1mA tại 10mV và tín hiệu đầu ra là 10mA tại 1V. Bộ khuếch đại có độ khuếch đại điện áp (Av) là 100, độ khuếch đại dòng điện (Ai) là 10 và độ khuếch đại công suất (Ap) là 1,000.

Các bộ khuếch đại có thể được phân loại thành Bộ khuếch đại Tín hiệu Nhỏ và Bộ khuếch đại Tín hiệu Lớn. Các bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ được thiết kế để khuếch đại điện áp đầu vào nhỏ, thường là từ các cảm biến hoặc tín hiệu âm thanh, trong khi các bộ khuếch đại tín hiệu lớn xử lý điện áp đầu vào lớn để kích hoạt các thành phần như loa.

Bộ khuếch đại công suất, một loại bộ khuếch đại tín hiệu lớn, cung cấp công suất cho tải, khuếch đại công suất của tín hiệu đầu vào. Các bộ khuếch đại này được sử dụng trong các giai đoạn đầu ra của bộ khuếch đại âm thanh để kích hoạt loa.

Tóm lại, các bộ khuếch đại giúp tăng biên độ của tín hiệu đầu vào. Chúng có thể được phân loại thành bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ và bộ khuếch đại tín hiệu lớn, mỗi loại phục vụ cho mục đích cụ thể. Hiểu biết về độ khuếch đại, được biểu diễn bằng đơn vị dB, là rất quan trọng trong phân tích và thiết kế bộ khuếch đại.