Phân Tích Sơ Đồ Mạch Loa Đồng Hồ Thông Minh – Speaker Circuit Chi Tiết & Chuyên Sâu

Trong các thiết bị đeo thông minh như smartwatch, đồng hồ trẻ em Wonlex, hay các mẫu Android Watch, hệ thống âm thanh (audio system) đóng vai trò quan trọng trong nghe gọi, cảnh báo, thông báo, nhạc chuông và trợ lý ảo.

Dựa trên sơ đồ hệ thống loa (SPEAKER) của đồng hồ thông minh được chia thành hai phần chính:

1. Internal Audio PA (Tùy chọn – Option)

2. External Audio PA (Mặc định – Default)

Mỗi phần có cấu trúc, đường tín hiệu và chức năng riêng. Bài viết này sẽ phân tích chuyên sâu từng block, vai trò linh kiện, cách tín hiệu di chuyển và các điểm kỹ thuật quan trọng khi sửa chữa hoặc thiết kế.

⭐ 1. Tổng Quan Về Mạch Loa Smartwatch

Mạch loa của đồng hồ thông minh gồm 3 khối chính:

✔ Bộ xử lý âm thanh (Audio Codec hoặc MCU → Output L/R)

Hai chân ngõ ra âm thanh thường ký hiệu là:

SPK_LP / SPK_LN (Kênh trái – Left Positive / Negative)

SPK_RP / SPK_RN (Kênh phải – Right Positive / Negative)

Trên sơ đồ của bạn ghi dạng ký hiệu B1_10x tương đương với ngõ ra audio từ chipset chính.

✔ Mạch công suất âm thanh (Audio Power Amplifier – PA)

Trong sơ đồ có 2 lựa chọn:

Internal Audio PA (Option) – công suất đơn giản, tích hợp cơ bản.

External Audio PA (Default) – công suất lớn hơn, dùng IC khuếch đại rời.

✔ Mạch lọc – bảo vệ – ghép loa

Gồm:

Tụ lọc chống nhiễu (capacitors)

Điện trở cân bằng (resistors)

Đường mass chung

Đầu nối ra loa SPK1000

⭐ 2. Phân Tích Khối Internal Audio PA (Option)

Khối này nằm ở phần trên sơ đồ, đơn giản hơn so với mạch công suất ngoài.

2.1. Ngõ vào tín hiệu

Tín hiệu từ CPU/Codec đi vào qua 2 điện trở:

R3010 – 36Ω

R3011 – 36Ω

Hai điện trở này có nhiệm vụ:

✔ Giảm biên độ tín hiệu (Attenuation)

Giúp bảo vệ ngõ vào, tránh tình trạng quá tải.

✔ Chống nhiễu chéo giữa 2 kênh

Làm sạch tín hiệu trước khi khuếch đại.

2.2. Bộ lọc tín hiệu

Sau điện trở là một loạt các cụm tụ điện (đánh số C200x…):

Chức năng:

Lọc nhiễu cao tần (High-frequency noise filtering)

Ổn định tín hiệu AC

Tách DC (DC Blocking)

Đây là mạch RC cơ bản thường dùng trước các khối khuếch đại nhỏ.

2.3. Đường mass và mạch ổn định

Có 1 nhánh được kéo xuống GND → tạo điểm tham chiếu âm.

2.4. Đầu ra loa

Tín hiệu sau khi được lọc đi đến:

👉 SPK1000 (Loa chính)

Internal Audio PA chỉ phù hợp với:

Thiết bị không yêu cầu âm lượng lớn

Chế độ tiết kiệm pin

Thiết kế nhỏ gọn

⭐ 3. Phân Tích Khối External Audio PA (Default)

Đây là mạch được sử dụng mặc định – phức tạp, công suất mạnh và đầy đủ chức năng hơn.

3.1. Ngõ vào âm thanh

Hai tín hiệu L/R đi vào qua:

R3143 – 36Ω

R3142 – 36Ω

Chức năng tương tự phần Internal:

Giảm nhiễu

Bảo vệ IC khuếch đại công suất

Điều chỉnh trở kháng vào

3.2. Hệ thống tụ lọc – chặn DC

Các tụ như:

C3183 – 1µF

C3181 – 1µF

C3184 – 13nF

C3186 – 22µF

được bố trí theo từng nhánh audio.

Chức năng:

✔ Loại bỏ tín hiệu DC

Bảo vệ loa không bị lệch vị trí màng.

✔ Tạo dải tần phù hợp

Các tụ giá trị lớn → tăng đáp ứng bass

Tụ nhỏ → lọc nhiễu cao tần

✔ Chống sụt áp

Đặc biệt tụ 22µF dùng để giữ ổn định điện áp khi loa phát to.

⭐ 3.3. IC Khuếch Đại Công Suất – Power Amplifier

Trong sơ đồ ghi rõ:

👉 U3101 – DS_AMB13S/2CH_LV_OGAIN_RQ

Đây là bộ khuếch đại âm thanh 2 kênh chuyên dụng cho thiết bị nhỏ.

Các chân quan trọng:

Chân Tên Chức năng

A1 / A2 INP / INN Ngõ vào audio

B3 AVDD Nguồn analog

C4 VDD Nguồn chính

B4 GND Mass

B5 VCN Điều khiển bias

A3 OUTP Ngõ ra loa (+)

A4 OUTN Ngõ ra loa (–)

Ý nghĩa:

✔ Khuếch đại tín hiệu nhỏ từ CPU

IC này chịu trách nhiệm nâng biên độ âm thanh lên đủ lớn để đánh loa 0.5–1W.

✔ Ít méo tiếng

Dùng kiến trúc Class-AB hoặc Class-D tùy phiên bản.

✔ Tích hợp bảo vệ:

Quá dòng

Quá nhiệt

Chập tải

Tự tắt khi không có tín hiệu (Power-Saving Mode)

⭐ 3.4. Đường ra loa

IC PA nối với 2 dây ra loa:

SPK1_P

SPK1_N

Dạng loa 2 dây thông thường.

⭐ 4. So Sánh Internal PA vs External PA

Tiêu chí Internal PA External PA (Default)

Công suất Thấp Cao (0.5–1W)

Chất lượng âm Trung bình Tốt, ít méo

Lọc nhiễu Ít linh kiện Nhiều tụ lọc

Ứng dụng Đồng hồ nhỏ, giá rẻ Smartwatch 4G, video call

Độ bền loa + ++

Do đó External PA được chọn mặc định trên đồng hồ 4G có loa ngoài to.

⭐ 5. Vai Trò Các Linh Kiện Quan Trọng Trong Mạch

Điện trở (R):

Giảm biên độ âm thanh

Cân bằng trở kháng

Giảm nhiễu xuyên âm giữa 2 kênh

Tụ điện (C):

Chặn DC

Lọc nhiễu

Tạo dải tần ổn định

Chống sốc điện khi bật/tắt nguồn

IC PA (U):

Khuếch đại công suất

Bảo vệ loa

Cung cấp âm lượng đủ lớn

⭐ 6. Ưu Điểm Thiết Kế Loa Trong Đồng Hồ Thông Minh

Kích thước nhỏ nhưng công suất cao nhờ dùng IC PA chuyên dụng

Chống nhiễu tốt từ sóng RF, Wi-Fi, 4G

Âm lượng lớn phù hợp trẻ nhỏ

Ổn định nguồn khi hoạt động liên tục

⭐ 7. Lỗi Thường Gặp Trong Mạch Loa Đồng Hồ Smartwatch

Hiện tượng Nguyên nhân khả năng

Không có tiếng IC PA chết, đứt dây loa

Tiếng nhỏ Hỏng tụ lọc 13nF / 1µF hoặc R sai trị số

Loa rè Tụ 22µF khô hoặc loa bị nước

Mất 1 kênh Hỏng INP/INN hoặc cầu loa

Loa kêu rè khi gọi Nguồn VDD sụt áp, cần kiểm tra pin

⭐ 8. Kết Luận

Sơ đồ loa của đồng hồ thông minh trong hình cho thấy một thiết kế âm thanh đầy đủ và hiện đại:

Có lựa chọn Internal PA (đơn giản) và External PA (mặc định – mạnh mẽ hơn)

Hệ thống tụ lọc dày đặc → giảm nhiễu tốt

IC khuếch đại chuyên dụng → âm lượng lớn, chất lượng cao

Mạch bảo vệ đầy đủ → loa bền, ổn định lâu dài